[发明专利]一种具有在线监控质量功能的激光打码系统

说明书

本发明提供一种结构简单、精度高、便于维护的具有在线监控质量功能的激光打码系统。本发明包括激光光源模组（1）、光束转折模组（2）、激光扩束调节模组（3）、准直判定模组（4）及扫描聚焦模组（6），激光扩束调节模组用于对经过转折或偏转后的激光光束进行放大；准直判定模组用于保证经过扩束的激光光束的光轴的准直度；扫描聚焦模组用于将激光光束聚焦于被打标物体的不同位置处，通过激光光束的蚀刻和灼烧功能在被打标物体上打出需要的编码；在准直判定模组及扫描聚焦模组之间还设置有打码质量监控模组（5），打码质量监控模组用于对激光光束在被打标物体上打下的编码进行质量监测，快速确定编码的质量。本发明可应用于激光器领域。

技术领域

本发明涉及激光器领域，尤其涉及一种具有在线监控质量功能的激光打码系统。

背景技术

激光打码是指利用激光器发出一束高功率的激光，经过扩束，聚焦在被打标工件的表面，使材料表层或内部发生气化或者颜色的变化，从而留下永久性印记的方法。通过振镜的转动，可以将光斑汇聚在被打工件所处表面的不同位置。如图1所示为激光打标的原理图，扩束后的激光通过振镜在X和Y方向的转动，形成不同入射角度的光线，经过f-θ场镜汇聚在焦面的不同位置，满足关系式f*θ=h，其中f为场镜的焦距，θ为入射光和场镜光轴的弧度制夹角，h为场镜焦平面上为标记位置到焦点的距离。

激光打标可以打出任意的文字和图案，字符的大小和线宽可以从毫米到微米量级，其在制造行业中有着广泛的需求，其标记的方式精度高，不容易褪色。激光打标与传统的机械雕刻、化学腐蚀、丝网印刷、油墨打印等方式相比，具有成本低、灵活性高、可以计算机系统控制，而激光作用于工件表面所产生标记的牢固永久性是其突出特点。

过去激光打码的应用更多的是在于商标，装饰等图案的应用，图案尺寸都比较大，肉眼可见范围即可，对精度和准确度没有过高的要求。随着激光打码在各行业的应用朝着精细化、规模化发展，一些图案被印制成了二维码，这决定了产品的身份等重要信息。受限于被打标工件的尺寸，二维码的整体尺寸也到了亚微米级别，线宽或者斑点更是到了微米量级，而二维码本身是单个产品的重要身份依据，如果出现漏打，或者过打，将会对产品的识别带来巨大的困难甚至是误判。这就对打码的质量和准确度有了非常高的要求，故而快速准确的检查打码的质量是自动化行业中较为迫切的需求。现有常规的检测方式多用增加高倍显微镜头去拍摄图码来判断打码的质量，但这种方法需要增加额外的设备，且降低了效率，不利于大规模的自动化工业量产和检测。

又如公开号为CN106964904A的中国文献中提出了一种视觉定位的方法，在激光出光位置设置一束红光预览装置用来指示打标的位置，在场镜后方增加一半透半反镜，经过场镜汇聚的光束反射至被打标物体上，视觉定位模块则根据红光指示笔确定的位置，经过透射的一面对焦至打标平面，可以做到定位及打码检测的功能。但是，由于光路中增加了半反半透镜，一部分用于打标的激光穿过镜片，在打标机内部不断反射，会形成杂光，影响打标质量，且散射的杂光有损害人身或者部分电子设备的风险。该方案并未说明视觉模组所用的镜头和光源，这样会对整个激光打标光路的设计带来很多不确定因素和风险。且随着市面上对于打码图案的精度越来越高的要求，根据衍射受限原理，为了缩小经过场镜后焦点处激光的光斑口径，则需要短焦的场镜，一般情况下，短焦场镜的后工作距离比较小，这样打标物体与场镜之间的距离不足以放入半透半反镜片。另外，该方案将二色向镜51放置在了反射镜的前方，指示红光与激光在反射镜的前方进行合色，这就需要后方的反射镜对红光和激光都有着比较高的反射率。对于一些用于高精度打标机中的超快反射镜而言，不一定能够反射指示光源所对应的波长，故而应用受到了限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、精度高、便于维护的具有在线监控质量功能的激光打码系统。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括激光光源模组，它还包括光束转折模组、激光扩束调节模组、准直判定模组及扫描聚焦模组，

所述激光光源模组用于产生激光光束；